(57)【要約】【課題】内燃機関の信頼性を向上し、構成の簡略化と製造工数の削減を図る。【解決手段】本発明は、エンジン２２の排気ポート孔２５とエキマニ２７との間に介在されるエキマニガスケット２６と、エキマニ２７を少なくとも部分的に囲んで設けられる軽金属板から構成されるヒートインシュレータ２８とを含み、エキマニガスケット２６には、ガスケット２６と一体で、ヒートインシュレータ２８側に延びる連結片３１が設けられ、連結片３１とヒートインシュレータ２８はホック部材３２で相互に連結される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ポートとエキゾーストマニホールドとの間に介在され、弾性及びバネ性を有する金属板から形成されるガスケットと、
該エキゾーストマニホールドを少なくとも部分的に囲んで設けられる軽金属板を含んで構成されるヒートインシュレータと、
該ガスケットと該ヒートインシュレータとを相互に一体に連結する連結片とを含み、
少なくとも該連結片と該ヒートインシュレータの該ガスケット側端部付近とは、ホック部材を介して相互に連結され、
該ヒートインシュレータの該ガスケットと反対側の端部付近は、金属製締結具を介して、該エキゾーストマニホールドに締結されていることを特徴とする内燃機関の熱防護装置。
【請求項２】
前記連結片は、該ガスケットの外周部において、該金属板を該ヒートインシュレータ側に延伸して構成されている請求項１記載の内燃機関の熱防護装置。
【請求項３】
前記連結片の形状及び大きさは、エキゾーストマニホールドからの熱が、ヒートインシュレータと内燃機関との間から内燃機関上方に移動する移動経路を、実質的にせき止める態様に定められる請求項１記載の内燃機関の熱防護装置。
【請求項４】
前記ヒートインシュレータは、複数の軽金属板が積層されて構成された複数のパネル部材を含む複数の構成部材を備え、
相互に連結されるべき複数の構成部材は、該ホック部材を介して相互に連結される請求項１記載の内燃機関の熱防護装置。
【請求項５】
前記複数のパネル部材は、前記エキゾーストマニホールドをほぼ全周で囲む態様に配置され、各パネル部材の外周に設けられたフランジ部において、該複数のパネル部材は複数の該ホック部材を用いて相互に連結されることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の熱防護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例として内燃機関とエキゾーストマニホールドとの間に介在される金属製のエキゾーストマニホールドガスケットと、エキゾーストマニホールドを覆って設けられるヒートインシュレータとを一体化して構成される内燃機関の熱防護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱や騒音などが、例として内燃機関や、内燃機関に接続されるエキゾーストマニホールド（以下、エキマニ）などの熱源や音源などから外部に放散される事態を抑制するために、上記熱源や音源に対する熱防護装置として各種のヒートインシュレータ（以下、インシュレータ）が用いられている。例として、自動車のエンジンのエキマニは、エンジンの運転に伴い内部を数百度になる高温の燃焼排ガスが、エンジンの高回転の場合では毎分数千サイクルの脈動する圧力で流過するために、熱や騒音がエンジンルーム内や車両外部に放散され或いは伝達される。このような熱の放散により、エンジンルーム内の各種ハーネス類やダクト類などに熱害がもたらされる場合がある。このような不具合の発生を抑制するために、熱防護装置として前記インシュレータが用いられている。
【０００３】
一方、エンジンとエキマニとの間から燃焼排ガスが漏出することを防止するために、エンジンとエキマニとの間にエキマニガスケットが装着されている。このようなエキマニガスケット及びインシュレータに関する従来技術として、下記特許文献１の公開公報に記載された技術が挙げられる。
【０００４】
図４はこの熱防護装置の従来技術におけるエンジン１の断面図である。以下、図４を参照して、この従来技術について説明する。この従来技術において、エンジン１は、シリンダブロック（図示せず）の上面にシリンダヘッド２が締結された構成である。シリンダヘッド２において、一方の側面３に、エキマニ４が、排気ポート５に連通されるように取付けられ、このエキマニ４には、熱防護装置として、インシュレータ６が、エキマニ４を覆うにように取付けられている。このように装着されるインシュレータ６によってエキマニ４内からの熱輻射や騒音の外方への放散が抑制される。
【０００５】
また、前記エンジン１の排気ポート５とエキマニ４との間には、例としてばね性を有する金属薄板などから形成されるエキマニガスケット７が配置され、エンジン１に対して、エキマニ４と共にボルト（図示せず）などによって締結されている。このエキマニガスケット７によって、エンジン１とエキマニ４との間の接合面からの燃焼排ガスの漏洩を防止している。
【０００６】
図５は熱防護装置の第２の従来技術におけるインシュレータ６ａの斜視図である。この第２の従来技術は、下記特許文献２に示されるものである。以下、図５を参照して、第２の従来技術について説明する。本従来技術は、前記第１の従来技術と同様に、エンジンのエキマニ（図示せず）を覆って設けられるインシュレータ６ａを含む熱防護装置に関するものである。
【０００７】
本従来技術において、インシュレータ６ａは、前記エキマニガスケット７と一体的に構成される。エキマニガスケット７は、例としてステンレス鋼板などの金属板８に燃焼排ガスが流過する透孔９などが形成されて構成される。
【０００８】
このようなエキマニガスケット７は、例としてエキスパンドメタルや金属メッシュ材などの可撓性を有する金属材料からなる連結部材１０に、ボルトやスポット溶接、或いはリベット１２で相互に連結される。また、インシュレータ６ａは、前記連結部材１０と、上記リベット１２などの連結手段で相互に連結される。
【０００９】
また、インシュレータ６ａにおいて、エキマニガスケット７側の一端は、前述したように、連結部材１０を介してエキマニガスケット６ａに固定されている。一方、インシュレータ６ａのエキマニガスケット７と反対側端部付近には、例として１箇所のボルト孔１３が形成され、インシュレータ６ａは、ボルト（図示せず）でエキマニ３に締結される。即ち、インシュレータ６ａは、連結部材１０とボルトとでエンジン及びエキマニに取付けられる。このようなインシュレータ６ａは、軽量化のために、下記特許文献２に示されるようにアルミニウム合金などの軽金属材料の金属板から形成される。また、インシュレータ６とエキマニガスケット７が一体化され、両者を含んで熱防護装置が構成される。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３１９８８６号公報（図４及び０００９段落〜００１１段落）
【特許文献２】特開２０0３−２９３７６５号公報（図１及び００２５段落〜００２６段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のインシュレータ６、６ａでは、エキマニ４からの熱によってインシュレータ６、６ａが熱劣化するという不具合が発生する。また、エキマニ４から伝達される振動によって、インシュレータ６、６ａをエキマニ４などへ取り付けるボルトが締結されるインシュレータ６、６ａの取付座部位にクラックが発生する場合がある。また、この取付座部位のクラックが誘因となり、インシュレータ６、６ａの他の部位にもクラックが発生するという不具合が発生する。
【００１２】
更に、図５に示されるように、インシュレータ６ａやエキマニガスケット７を一体的に構成する場合、インシュレータ６ａとエキマニガスケット７を連結する際に、前述したように、インシュレータ６ａ、連結部材１０及びエキマニ２を、ボルトやスポット溶接、或いはリベットなどで連結する作業が必要である。このような作業により、作業工数が増大し、インシュレータ６ａのコストアップをもたらすという問題点がある。
【００１３】
このような問題点は、インシュレータ６ａがエキマニ４を全周に亘って囲む構成の場合に顕著になる。ここで、インシュレータがエキマニを全周に亘って囲む構成について説明する。図４に示される従来技術において、インシュレータ６は、エキマニ４から間隔をあけた状態でエキマニ４を図５の上方から覆っている。このエキマニ４の下方側にも別のインシュレータを設け、インシュレータ６と上記別のインシュレータとをその外周で連結する。このようにして、インシュレータ６と上記別のインシュレータとでエキマニ４を全周に亘って囲むことができる。このような構成は、エキマニ４からの熱に対して、エキマニ４の上方側だけでなく下方側に対しても遮熱を行うために用いられる。
【００１４】
このような構成が採用される場合、図４に示されるようなエキマニ４に対して、インシュレータ６と上記別のインシュレータとがそれぞれエキマニ４に組付けられ、かつインシュレータ６と上記別のインシュレータとが、その外周部において相互に連結される必要がある。この連結を実現する手段として、前述したボルトやスポット溶接、或いはリベットなどが用いられる。
【００１５】
このような作業は、エンジン１に組み付けられたエキマニ４に対して行われるため、作業を行うために必要な空間が狭く、ボルト締結機や溶接機或いはリベット打ち機を使用しにくいという不具合が発生し、また、手作業で行うと生産効率が低下するという不具合を発生する。
【００１６】
また、従来技術のインシュレータ６、６ａでは、図４に示されるように、インシュレータ６とエンジン１との間の隙間から、或いは図５に示されるように、インシュレータ６ａからガスケット７に向けて先細になっている連結片１０の両側から、エキマニ４において発生する熱が矢符Ａ１に示されるように上昇する。エンジン１のシリンダヘッド３の上部には、合成樹脂製のシリンダヘッドカバー１１がゴムシール１１ａを介して装着されている。このシリンダヘッドカバー１１やゴムシール１１ａが、前記エキマニ４からの熱によって熱的に損傷を受けるという不具合が発生する。
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決しようとして成されたものであり、その目的は、内燃機関の構成要素における熱害の発生を防止して内燃機関の信頼性を向上することができ、更に構成の簡略化が図られると共に製造工数が格段に削減され、信頼性が向上される内燃機関の熱防護装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気ポートとエキゾーストマニホールドとの間に介在され、弾性及びバネ性を有する金属板から形成されるガスケットと、該エキゾーストマニホールドを少なくとも部分的に囲んで設けられる軽金属板を含んで構成されるヒートインシュレータと、該ガスケットと該ヒートインシュレータとを相互に一体に連結する連結片とを含み、少なくとも該連結片と該ヒートインシュレータの該ガスケット側端部付近とは、ホック部材を介して相互に連結され、該ヒートインシュレータの該ガスケットと反対側の端部付近は、金属製締結具を介して、該エキゾーストマニホールドに締結されていることを特徴とする内燃機関の熱防護装置である。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記連結片は、該ガスケットの外周部において、該金属板を該ヒートインシュレータ側に延伸して構成されていることを特徴とする内燃機関の熱防護装置である。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明において、前記連結片の形状及び大きさは、エキゾーストマニホールドからの熱が、ヒートインシュレータと内燃機関との間から内燃機関上方に移動する移動経路を、実質的にせき止める態様に定められることを特徴とする内燃機関の熱防護装置である。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ヒートインシュレータは、複数の軽金属板が積層されて構成された複数のパネル部材を含む複数の構成部材を備え、相互に連結されるべき複数の構成部材は、該ホック部材を介して相互に連結されることを特徴とする内燃機関の熱防護装置である。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項４の発明において、前記複数のパネル部材は、前記エキゾーストマニホールドをほぼ全周で囲む態様に配置され、各パネル部材の外周に設けられたフランジ部において、該複数のパネル部材は複数の該ホック部材を用いて相互に連結されることを特徴とする内燃機関の熱防護装置である。
【００２３】
以下に、各発明の作用が説明される。
【００２４】
請求項１に記載の発明において、ガスケットとエキゾーストマニホールドへ装着されるヒートインシュレータとが、連結片を用いて一体化される。さらに、少なくとも連結片とヒートインシュレータのガスケット側端部付近とは、ホック部材を用いて相互に連結される。ガスケットとヒートインシュレータと連結片との連結、少なくともヒートインシュレータと連結片とのガスケット側端部付近との連結は、ヒートインシュレータと連結片との各ホック部材を相互に押圧する操作により実現される。また、ヒートインシュレータのガスケットと反対側の端部付近は、金属製締結具を介して、エキゾーストマニホールドに締結され、ヒートインシュレータの他の部材への取り付けが必要な他の箇所は、前記連結片でガスケットに連結される。
【００２５】
請求項２記載の発明において、ガスケットを構成する金属板の外周部がヒートインシュレータ側に延伸されて構成されている連結片が、前記ホック部材を用いてヒートインシュレータに連結される。
【００２６】
請求項３記載の発明において、連結片はその形状及び大きさに基づいて、エキゾーストマニホールドからの熱が、ヒートインシュレータと内燃機関との間から内燃機関上方に移動する移動経路を、実質的にせき止める。
【００２７】
請求項４記載の発明において、前記ヒートインシュレータに含まれる複数の構成部材のうち、相互に連結されるべき複数の構成部材は、ホック部材を介して相互に連結される。
【００２８】
請求項５記載の発明において、複数のパネル部材を含んで構成されるヒートインシュレータの外周に設けられたフランジ部において、複数のパネル部材は複数のホック部材を用いて相互に連結される。即ち、複数のパネル部材を組み合わせ、各フランジ部を相互に押圧することにより、複数のパネル部材は相互に連結される。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に記載の発明によれば、ガスケットとエキゾーストマニホールドへ装着されるヒートインシュレータとが、連結片を用いて一体化され、更に、少なくとも連結片とヒートインシュレータのガスケット側端部付近とは、ホック部材を介して相互に連結されている。従って、連結片とヒートインシュレータとの連結作業などを行うに際して、リベットやスポット溶接などで連結を行う場合と比較し、特段の大型の作業機械を必要とせず、連結作業工程も簡略化され、製造工数が削減される。
【００３０】
また、本発明によれば、ヒートインシュレータのガスケットと反対側の端部付近が、金属製締結具を介して、エキゾーストマニホールドに締結され、ヒートインシュレータの他の部材への取り付けが必要な他の箇所は、前記連結片でガスケットに連結されている。これにより、ヒートインシュレータの他の部材への取り付け作業において、前記金属製締結具を用いる締結作業を削減することができる。この点でも製造工数の削減を図ることができる。
【００３１】
また、本発明によれば、ヒートインシュレータは軽金属板から構成されているので、格段に軽量化されることができ、エキゾーストマニホールドに取り付ける場合に補強用部位となる取付箇所を削減することが可能である。従って、内燃機関の排気ポートにエキゾーストマニホールドを組付け、更にエキゾーストマニホールドにヒートインシュレータを組付ける製造工程において、製造工数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
また、このヒートインシュレータは軽量化されているので、エキゾーストマニホールドなどから高温の熱が伝達され、振動が伝達されてヒートインシュレータ自身が振動する場合でも、ヒートインシュレータの振動によってヒートインシュレータのエキゾーストマニホールドへの取付箇所へ加えられる応力の大きさを低減することができ、ヒートインシュレータにおけるクラックの発生が防止される。これにより、本発明の熱防護装置の信頼性が格段に向上される。
【００３３】
また、本発明は、エキゾーストマニホールドガスケットと、エキゾーストマニホールドへ装着されるヒートインシュレータとを、連結片を用いて一体的に連結しているので、本発明に含まれるガスケットを内燃機関の排気ポート孔とエキゾーストマニホールドとの間に挟みこんで固定する工程で、ヒートインシュレータが部分的に固定されていることになる。これにより、ヒートインシュレータのエキゾーストマニホールドへの取付けに必要な製造工程を簡略化することができ、これによってもコストダウンを図ることができる。
【００３４】
また、前記エキゾーストマニホールドは、内燃機関からの燃焼排ガスが流過するため熱源になっている。本発明のヒートインシュレータは、軽金属板から形成されている。このような軽金属板の熱伝導率は、ヒートヒートインシュレータの材料として多く用いられているアルミニウムメッキ鋼板などよりも格段に高い熱伝導率を有しているので、ヒートインシュレータにおける熱分布が容易に均等化され、ヒートインシュレータに局部的に他の部分よりも高温のヒートスポットが形成される事態が防止される。
【００３５】
従って、ヒートインシュレータにおいて、前記ヒートスポットの発生を想定した場合におけるヒートスポット部位における強度の低下による不所望な変形や割れの発生を防止することができる。これによりヒートインシュレータの信頼性が格段に向上される。
【００３６】
また、本発明において、ヒートインシュレータの不所望な変形や割れの発生が防止されるので、これを達成するために、ヒートインシュレータを構成する金属板の板厚を大きくしたり補強部材を追加したりして、ヒートインシュレータの剛性を増大させたり、ヒートインシュレータのエキゾーストマニホールドに対する支持個所を増加させたりする必要が解消される。これにより、ヒートインシュレータの剛性を増大させたときに想定されるヒートインシュレータの重量の増大による支持個所付近での割れの可能性の増大や、ヒートインシュレータの支持個所を増大させた際に想定される熱歪による割れの発生を防止することができる。これらの点でもヒートインシュレータの信頼性が格段に向上される。
【００３７】
ヒートインシュレータは、連結片を介して内燃機関に連結されている。連結片と一体に構成されているガスケットは、内燃機関の排気ポート孔に臨んで設けられているが、同時に内燃機関にもガスケットの全面で接触しているため、ガスケットの温度分布は周辺部であるほど低温になる。
【００３８】
前記連結片は、ガスケットの外周部において、ガスケットを構成する金属板を延伸してガスケットと一体に形成されている。従って、連結片の温度はガスケットの外周部付近の温度程度であり、ヒートインシュレータをエキゾーストマニホールドに連結しているボルトなどの締結具よりも低温になる。
【００３９】
従って、内燃機関とヒートインシュレータとを連結する連結片からの熱放散が、前記締結具からの熱放散よりも格段に抑制される。また、ヒートインシュレータへ熱が伝達されてヒートインシュレータが昇温する程度に関して、前記締結具による昇温よりも、連結片による昇温の方が、昇温の程度を格段に抑制できる。これにより、ヒートインシュレータによる熱の放散を格段に抑制することができる。
【００４０】
また、前記連結片は、ガスケットを構成する弾性及びバネ性を有する金属板から形成されているので、内燃機関からヒートインシュレータ側に伝達される振動は、連結片自身の屈曲運動に変換され、インシュレータ本体に振動が伝達される程度を格段に抑制することができる。
【００４１】
また、本発明では、ヒートインシュレータの固定のために、ヒートインシュレータがエキゾーストマニホールドに連結される連結箇所の一部が、前記連結片を介するガスケットへの連結に置き換えられている。前述したように、この連結片を用いることで、前述したように、ヒートインシュレータに熱や振動が伝達される程度が抑制される。
【００４２】
これにより、本発明において、振動源及び熱源であるエキゾーストマニホールドからヒートインシュレータへの熱や振動の伝達が効率的に抑制されるので、伝達された振動によってヒートインシュレータが共振したり、ヒートインシュレータのボルトへの取付部位付近に金属疲労が生じる事態を抑制することができ、騒音の増大や、ヒートインシュレータにおけるクラックの発生などの事態を解消することができ、ヒートインシュレータの品質を格段に向上することができる。また、エキゾーストマニホールドからの熱の伝達も効率的に抑制することができるので、この点でも品質を向上することができる。
【００４３】
これにより、本発明のヒートインシュレータを用いると、内燃機関の周囲に配置された各種電装機器類、ハーネス類或いは合成樹脂材料などからなるホースやダクト類などが上記熱輻射により過度に昇温し、特性が変化したり熱劣化するなどの熱害や、車室内の静粛性が損なわれたり、外部の騒音レベルを増大させたりする不具合の発生を防止することができる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の発明において、前記連結片は、ガスケットを構成する金属板の外周部がヒートインシュレータ側に延伸されて構成されている。従って、本発明は、請求項１の発明の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本発明の熱防護装置の構成に関して、ヒートインシュレータとガスケット以外の別部品として前記連結片を準備する必要がなく、熱防護装置の構成の簡略化を図ることができる。また、連結片が前記別部品である場合に想定される連結片のガスケットへの取り付け作業が不要になり、製造工数の削減を図ることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１の発明において、連結片はその形状及び大きさに基づいて、エキゾーストマニホールドからの熱が、ヒートインシュレータと内燃機関との間から内燃機関上方に移動する移動経路を、実質的にせき止める機能を有する。これにより、本発明は、請求項１の発明の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。エキゾーストマニホールドからの熱が、内燃機関上方のシリンダヘッドカバーなどの構成要素に熱害を与える事態が防止され、熱防護装置が装着される内燃機関の信頼性が格段に向上される。
【００４６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１の発明において、前記ヒートインシュレータに含まれる複数の構成部材のうち、相互に連結されるべき複数の構成部材は、ホック部材を介して相互に連結される。これにより、本発明は、請求項１の発明の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。従って、これらの構成部材をリベットやスポット溶接などで連結する場合と比較し、特段の大型の作業機械を必要とせず、連結作業工程も簡略化され、製造工数が削減される。
【００４７】
請求項５記載の発明によれば、請求項４の発明において、複数のパネル部材を含んで構成されるヒートインシュレータの外周に設けられたフランジ部において、複数のパネル部材は複数のホック部材を用いて相互に連結される。即ち、複数のパネル部材を組み合わせ、各フランジ部を相互に押圧することにより、複数のパネル部材は相互に連結される。これにより、本発明は、請求項１の発明の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
【００４８】
エキゾーストマニホールドのほぼ全周を囲むように配置された複数のパネル部材を含むヒートインシュレータをエキゾーストマニホールドに組付けるに際して、複数のパネル部材を、ボルト、スポット溶接、或いはリベットなどで連結する場合と比較し、特段の大型の作業機械を必要とせず、連結作業工程も簡略化され製造工数が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
エキゾーストマニホールドガスケットと一体であって、ヒートインシュレータ側に延びる連結片とヒートインシュレータとは、ホック部材によって相互に連結されるので、内燃機関の熱防護装置を製造する際の製造工数を削減することができる。
【実施例】
【００５０】
本発明を実施例について以下に説明する。図１及び図２に本発明の第１実施例を示す。図１は本実施例のエンジン２２の熱防護装置２１の分解斜視図であり、図２は熱防護装置２１の断面図である。
【００５１】
以下、図１及び図２を併せて参照して、本実施例の熱防護装置２１の構成について説明する。内燃機関である例として自動車のエンジン２２は、シリンダヘッド２３とシリンダブロック２４がシリンダヘッドガスケット（図示せず）を介在して相互に接合されて構成されている。シリンダヘッド２３には、燃焼排ガスが排出される排気ポート孔２５が形成され、排気ポート孔２５には、本発明のガスケットであるエキマニガスケット２６を介在して、エキマニ２７が接合されている。このエキマニ２７を覆うようにヒートインシュレータ２８が設けられている。また、シリンダヘッド２３には、例として合成樹脂製などのシリンダヘッドカバー４０がゴムシール４０ａを介して装着されている。
【００５２】
エキマニガスケット２６は、例として、ステンレス薄板など、弾性及びバネ性を有する金属板を１枚或いは複数枚積層し、前記排気ポート孔２５を囲む部位にシール用ビードを形成して構成される。また、ヒートインシュレータ２８はアルミニウム合金などの軽金属などからなる軽金属板（例として、フェデラル  モーガル社製ＮＩＭＢＵＳなど）を１枚或いは複数枚積層して構成される。本実施例において、上記軽金属板は、アルミニウム箔或いはアルミニウム合金箔、更にはアルミニウムやその合金からなる薄板を含むものである。
【００５３】
前記エキマニガスケット２６の予め定める部位に、エキマニガスケット２６を構成する金属板を、その外周部においてヒートインシュレータ２８側に延伸した構成の１つまたは複数の連結片３１が、エキマニガスケット２６に一体的に形成される。本実施例では、図１に示されるように、エキマニガスケット２６の図１左右方向の両端部付近に１箇所ずつ、合計２箇所に連結片３１がそれぞれ形成される。
【００５４】
各連結片３１は、エキマニカスケット２６を構成する金属板を打ち抜き成形、或いはプレス成形する際に、同時に一体に打抜き成形される工程が好適である。本実施例における熱防護装置２１は、前記エキマニガスケット２６、ヒートインシュレータ２８及び連結片３１を含んで構成される。
【００５５】
図１に示される連結片３１の長さＬ１は、エキマニ２７及び熱防護装置２１をエンジン２２に、図２に示されるように組付けた状態で、その先端部付近が、ヒートインシュレータ２８に到達する範囲に選ばれる。各連結片３１の先端部付近には、ホック部材３２の一部分を構成する、例として雄型部品３３がそれぞれ装着される。また、ヒートインシュレータ２８のエキマニガスケット２６側端部付近であって、前記連結片３１の各先端部に相当する部位には、ホック部材３２の他の一部分を構成する、例として雌型部品３４がそれぞれ装着される。
【００５６】
前記連結片３１の個数は、ヒートインシュレータ２８やエキマニガスケット２６のサイズ、或いはエンジン２２の種類によって異なる振動の周波数帯域の分布や振幅などに対応して適宜定め得るものであり、図１に示される２個の例は単なる一例である。また、連結片３１は、上記エキマニガスケット２６を構成する金属板から形成されているので、連結片３１は可撓性を有し、弾性変形が容易な弾性体としての特性を有している。
【００５７】
ヒートインシュレータ２８は、エキマニ２７に対して図１及び図２の下方側に装着されるロア部材３５と、エキマニ２７に対して図１及び図２の上方側に装着されるアッパ部材３６とを含んで構成される。ロア部材３５とアッパ部材３６とは、それぞれ前記フェデラル  モーガル社製ＮＩＭＢＵＳなどから形成され、それぞれパネル部材を構成し、本発明における構成部材に含まれる。また、例としてアルミニウム合金などの軽金属からそれぞれ形成される複数の軽金属板が積層された構成をそれぞれ有している。
【００５８】
本実施例では、このようなロア部材３５およびアッパ部材３６を含んでヒートインシュレータ２８が構成される。ロア部材３５とアッパ部材３６には、それぞれフランジ部３５ａ、３６ａが設けられ、ロア部材３５のフランジ部３５ａには、例として前記ホック部材３２の雄型部品３３が複数箇所に設けられ、アッパ部材３６のフランジ部３６ａには、雌型部品３４が、前記雄型部品３３と対応する位置にそれぞれ設けられる。
【００５９】
また、ヒートインシュレータ２８のアッパ部材３６のエキマニガスケット２６と反対側付近には、ボルト３７が挿通されて、アッパ部材３６をエキマニ２７の取付部材２９に締結するボルト締付座である締結部３９が設けられる。
【００６０】
以下、本実施例の熱防護装置２１のエンジン２２への組付け方法の一例について説明する。エキマニガスケット２６は、前記金属板を打抜き成形及びプレス成形して形成される。このとき、前記連結片３１は、エキマニガスケット２６の成形工程で所定の形状に同時に成形される。
【００６１】
次に、前記軽金属板からヒートインシュレータ２８を構成するロア部材３５及びアッパ部材３６をそれぞれ立体形状に打抜き成形、プレス成形する。このとき、フランジ部３５ａ、３６ａも同時に形成される。このフランジ部３５ａ、３６ａに、前記ホック部材３２を構成する雄型部品３３及び雌型部品３４がそれぞれ装着される。また、アッパ部材３６の前記連結片３１に臨む複数の部位に、前記ホック部材３２を構成する雌型部品３４がそれぞれ装着される。
【００６２】
次に、エキマニガスケット２６をエキマニ２７とエンジン２２との間に挟み、エキマニ２７をエンジン２２にボルト（図示せず）により締結する。このとき、前述したように、連結片３１は弾性を有する金属材料から形成されているので、エキマニガスケット２６の組付け時に、連結片３１を屈曲させるなどして、ボルトの締結作業の阻害要因とならないように作業に必要な範囲から退避させることが可能である。
【００６３】
次に、エキマニガスケット２６とアッパ部材３６とを連結片３１を介して相互に連結する。連結工程の一例として、連結片３１を図２に示されるようにエンジン２２側からアッパ部材３６に向けて屈曲し、連結片３１に装着された雄型部品３３とアッパ部材３６に装着された雌型部品３４とを、相互に押圧するなどして相互に締結する。これにより、アッパ部材３６とエキマニガスケット２６とが、連結片３１を介して相互に連結される。また、アッパ部材３６がボルト３７を用いてエキマニ２７に締結される。このようにして、アッパ部材３６がエキマニ２７に装着される。
【００６４】
次に、ロア部材３５をエキマニ２７に図１及び図２の下方側からあてがい、ロア部材３５及びアッパ部材３６の各フランジ部３５ａ、３６ａを相互に接触させ、各各フランジ部３５ａ、３６ａに装着されている雄型部品３３及び雌型部品３４を相互に連結させる。このようにして、ロア部材３５及びアッパ部材３６がホック部材３２によって相互に連結される。これにより、熱防護装置２１がエンジン２２に装着される。
【００６５】
以上のように、本実施例によれば、エキマニガスケット２６とエキマニ２７へ装着されるヒートインシュレータ２８とが、連結片３１を用いて一体化され、更に、連結片３１とヒートインシュレータ２８のガスケット側端部付近とが、ホック部材３２を介して相互に連結される。従って、連結片３１とアッパ部材３６との連結作業、及びロア部材３５とアッパ部材３５との連結作業などを行うに際して、リベットやスポット溶接などで連結を行う場合と比較し、特段の大型の作業機械を必要とせず、連結作業工程も簡略化され、製造工数が削減される。
【００６６】
また、本実施例によれば、アッパ部材３６のエキマニガスケット２６と反対側の端部付近が、ボルト３７を介して、エキマニ２７に締結され、アッパ部材３６のエキマニ２７など他の部材への取り付けが必要な他の取付箇所は、前記連結片３１でエキマニガスケット２６に連結されている。これにより、アッパ部材３６のエキマニ２７などへの取り付け作業において、ボルト３７を用いる締結作業を削減することができる。この点でも製造工数の削減を図ることができる。
【００６７】
以上のように、本実施例によれば、ヒートインシュレータ２８は、アルミニウム合金を含んで構成されている。従って、ヒートインシュレータ２８は、鉄板などを用いる場合と比較して格段に軽量化され、エキマニ２７に取り付ける場合に取付強度を抑制できるので、取付箇所を削減することが可能である。取付箇所を削減できることから、エンジン２２にエキマニ２７を組付け、更にエキマニ２７にヒートインシュレータ２８を組付ける製造工程において、前記ボルト３７を用いる締結箇所を削減することができ、エンジン２２に本実施例の熱防護装置２１を取り付ける製造工数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００６８】
また、熱防護装置２１に含まれるヒートインシュレータ２８は軽量化されているので、エキマニ２７などから高温の熱が伝達され、高周波数の振動が伝達されてヒートインシュレータ２８自身が振動する場合でも、ヒートインシュレータ２８の振動によってヒートインシュレータ２８のエキマニ２７への取付箇所へ加えられる応力の大きさを低減することができ、アッパ部材３６のボルト取付座である前記取付部３９におけるクラックの発生を防止することができる。更に、取付部３９におけるクラックが誘因となるアッパ部材３６における他の部位のクラックの発生も防止することができる。
【００６９】
また、本実施例において、エキマニガスケット２６と、エキマニ２７へ装着されるヒートインシュレータ２８とを、連結片３１を用いて一体的に連結しているので、エキマニガスケット２６をエンジン２２の排気ポート孔２５とエキマニ２７との間に挟みこんで固定する工程で、ヒートインシュレータ２８が部分的に固定されていることになる。これにより、ヒートインシュレータ２８のエキマニ２７への取付けに必要な製造工程を簡略化することができ、これによってもコストダウンを図ることができる。
【００７０】
また、前記エキマニ２７は、エンジン２２からの燃焼排ガスが流過するため熱源になっている。本実施例のヒートインシュレータ２８では、アルミニウム合金などの軽合金から形成されている。このようなアルミニウム合金の熱伝導率は、従来からヒートインシュレータの材料として多く用いられているアルミニウムメッキ鋼板などよりも格段に高い熱伝導率を有しているので、ヒートインシュレータ２８における熱分布が容易に均等化され、ヒートインシュレータ２８に局部的に他の部分よりも高温のヒートスポットが形成される事態が防止される。従って、ヒートインシュレータ２８において、前記ヒートスポットの発生を想定した場合におけるヒートスポット部位における強度の低下による不所望な変形や割れの発生を防止することができる。これにより熱防護装置２１の信頼性が格段に向上される。
【００７１】
また、本実施例において、ヒートインシュレータ２８の不所望な変形や割れの発生が防止されるので、これを達成するために、ヒートインシュレータ２８を構成する金属板の板厚を大きくしたり補強部材を追加したりして、ヒートインシュレータ２８の剛性を増大させたり、インシュレータ２８のエキマニ２７に対する取付個所を増大させたりする必要が解消される。
【００７２】
これにより、ヒートインシュレータ２８の剛性を増大させたときに想定されるヒートインシュレータ２８の重量の増大による取付個所付近での割れの可能性の増大や、ヒートインシュレータ２８の取付個所を増大させた際に想定される熱歪による割れの発生を防止することができる。これらの点でも熱防護装置２１の信頼性が格段に向上される。
【００７３】
前述のように、ヒートインシュレータ２８は、連結片３１を介してシリンダヘッド２３に連結されている。連結片３１と一体に構成されているエキマニガスケット２６は、シリンダヘッド２３の排気ポート孔２５に臨んで設けられているが、同時にシリンダヘッド２３にもエキマニガスケット２６の全面で接触しているため、エキマニガスケット２６の温度分布は周辺部であるほど低温になる。
【００７４】
前記連結片３１は、エキマニガスケット２６の外周部において、エキマニガスケット２６を構成するステンレス薄板などを延伸してエキマニガスケット２６と一体に形成されている。従って、連結片３１の温度はエキマニガスケット２６の外周部付近の温度程度であり、エキマニ２７に直接連結されているボルト３７よりも低温になる。
【００７５】
従って、エンジン２２とヒートインシュレータ２８とを連結する連結片３１からの熱放散が、ボルト３７からの熱放散よりも格段に低いレベルになる。また、ヒートインシュレータ２８へ熱が伝達されてヒートインシュレータ２８が昇温する程度に関して、ボルト３７からの熱伝導による昇温よりも、連結片３１からの熱伝導による昇温の方が、昇温の程度を格段に低くできる。これにより、熱防護装置２１による外方への熱の放散を格段に抑制することができる。    
また、熱防護装置２１の連結片３１は、エキマニガスケット２６を構成するステンレス薄板などの弾性及びバネ性を有する金属板から形成されているので、シリンダヘッド２３からヒートインシュレータ２８側に伝達される振動は、連結片３１自身の屈曲運動に変換され、ヒートインシュレータ２８に振動が伝達される程度を格段に抑制することができる。
【００７６】
また、本実施例では、ヒートインシュレータ２８がエキマニ２７に直接連結されるのは１箇所であり、他の２箇所は前記連結片３１で、エキマニガスケット２６に連結される。この連結片３１を用いることで、前述したように、ヒートインシュレータ２８に熱や振動が伝達される程度が抑制される。
【００７７】
これにより、本実施例において、振動源及び熱源であるエキマニ２７からヒートインシュレータ２８への振動の伝達が効率的に抑制されるので、伝達された振動によってヒートインシュレータ２８が共振したり、前記ボルト３７が取り付けられるヒートインシュレータ２８の取付部３９付近に金属疲労が生じる事態を抑制することができ、騒音の増大や、ヒートインシュレータ２８におけるクラックの発生などの事態を解消することができ、熱防護装置２１の品質を格段に向上することができる。また、エキマニ２７からの熱の伝達も効率的に抑制することができるので、この点でも品質を向上することができる。
【００７８】
これにより、本実施例の熱防護装置２１を用いると、エンジン２２の周囲に配置された各種電装機器類、ハーネス類或いは合成樹脂材料などからなるホースやダクト類などが上記熱輻射により過度に昇温し、特性が変化したり熱劣化するなどの熱害や、車室内の静粛性が損なわれたり、外部の騒音レベルを増大させたりする不具合の発生を防止することができる。
【００７９】
また、本実施例によれば、前記連結片３１は、エキマニガスケット２６を構成する金属板の外周部がヒートインシュレータ２８側に延伸されて構成されている。従って、熱防護装置２１の構成に関して、ヒートインシュレータ２８とエキマニガスケット２６以外の別部品として前記連結片３１を準備する必要がなく、熱防護装置２１の構成の簡略化を図ることができる。また、連結片３１が前記別部品である場合に想定される連結片３１のエキマニガスケット２６への取り付け作業が不要になり、この点でも、製造工数の削減を図ることができる。
【００８０】
また、本実施例は、エキマニガスケット２６とヒートインシュレータ２８を一体化しているので、本実施例に含まれるエキマニガスケット２６をエンジン２２とエキマニ２７との間に挟みこんで固定する工程で、ヒートインシュレータ２８が部分的に固定されていることになる。これにより、ヒートインシュレータ２８のエキマニ２７への取付けに必要な製造工程を簡略化することができ、これによってもコストダウンを図ることができる。
【００８１】
ヒートインシュレータ２８は、前記連結片３１との連結位置と反対側付近の１箇所の締結部３９で、前記エキマニ２７の取付部材２９にボルト３７によって取り付けられる構成を有しているので、ヒートインシュレータ２８における締結部３９の設置箇所を削減することができ、構成の簡略化と製造工程の工数の削減とを実現することができる。
【００８２】
この締結部３９は、前記ボルト３７が挿通され、ボルト頭部とエキマニ３７の取付部材２９との間で挟まれる部位になるので、ボルト座面としての加工が必要であり、設置箇所数が増大すると、熱防護装置２１の構成が複雑になり、また、製造工数も増大することになる。
【００８３】
また、本実施例によれば、ヒートインシュレータ２８にフランジ３５ａ、３６ａが形成され、これらがホック部材３２で相互に締結される。従って、ヒートインシュレータ２８が振動する際にこのフランジ３５ａ、３６ａがリブの機能を実現し、ヒートインシュレータ２８の振動の振幅を減少することができ、ヒートインシュレータに２１おけるクラックの発生を抑制することができる。
【００８４】
また、ロア部材３５及びアッパ部材３６はホック部材３２で相互に締結されるので、ロア部材３５及びアッパ部材３６はをリベットやスポット溶接などで連結する場合と比較し、特段の大型の作業機械や特段の加工工程を必要とせず、連結作業工程も簡略化され、製造工程の簡略化と工数の削減を図ることができる。
【００８５】
図３は本発明の第２実施例の熱防護装置２１ａの分解斜視図である。以下、図３を参照して本実施例について説明する。また、本実施例の説明の便のために図２が必要に応じて参照される。本実施例の熱防護装置２１ａは、前記実施例の熱防護装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付す。本実施例の主な特徴は、エキマニガスケット２６とヒートインシュレータ２８とを連結する連結片３１ａを、前記実施例と同じく、エキマニガスケット２６を構成する金属板が、その外周部においてヒートインシュレータ２８側に延伸されて形成されると共に、連結片３１ａの形状及び大きさが、エキマニ２７からの熱が、ヒートインシュレータ２８とエンジン２２との間から、エンジン２２上方に伝達される事を実質的にせき止める態様に形成されることである。
【００８６】
具体的には、エンジン２２の稼動時には、エキマニ２７からの熱が、ヒートインシュレータ２８とエンジン２２との間の隙間４１から、エンジン２２の上方に伝達される。従って、この隙間４１が熱の伝達経路になる。本実施例の連結片３１ａにおいて、図３における左右方向の幅Ｌ２が、一例として、エキマニ２７の同方向の幅Ｌ３と同程度が、或いは幅Ｌ３よりも大きく選ばれる。
【００８７】
この幅Ｌ２の上記選択法は本実施例の一例であり、本発明はこの例に限定されるものではない。本実施例において、連結片３１ａは、前記エキマニ２７からの熱が前記隙間４１を通って、エンジン２２上方のシリンダヘッドカバー４０、ゴムシール４０ａや各種ハーネス類などに伝達されて熱害を及ぼす事態を防止するべく、その形状やサイズが適宜選択される。そのような選択肢の一例として、前記幅Ｌ２が幅Ｌ３と同程度、或いは幅Ｌ３よりも大きく選ばれる。
【００８８】
このようにして本実施例において、連結片３１ａはその形状及び大きさに基づいて、エキマニ２７からの熱が、ヒートインシュレータ２８とエンジン２２との間の隙間４１が構成する移動経路を、実質的にせき止める構成を有する。
【００８９】
これにより、本実施例において、前記実施例で説明した作用効果に加え、エキマニ２７からの熱が、エンジン２２上方のシリンダヘッドカバー４０、ゴムシール４０ａなどの構成要素に熱害を与える事態が防止され、熱防護装置２１ａが装着されるエンジン２２の信頼性が格段に向上されるという独特の作用効果を実現することができる。
【００９０】
上記各実施例において、インシュレータ２８を構成する構成部材として、ロア部材３５及びアッパ部材３６が挙げられているが、本発明はこのような実施例に限定されるもののはない。構成部材に関する他の例として、インシュレータ２８にハーネス類を保持するクランプが取り付けられる場合、このクランプは本発明の構成部材であり、クランプとインシュレータ２８との連結は、ホック部材３２で実現される。また、インシュレータ２８に例として銘板などのプレート類が別途取り付けられる場合、このプレート類は本発明の構成部材であり、プレート類とインシュレータ２８との連結は、ホック部材３２で実現される。
【００９１】
本発明は、上記各実施の形態の項で開示された実施例に権利範囲を限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
ガスケットと軽金属製のヒートインシュレータとを含む内燃機関の熱防護装置において、ガスケットとヒートインシュレータとが、ホック部材を用いて簡便に相互に締結可能なので、構成の簡略化と製造工数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１実施例の熱防護装置２１の分解斜視図である。
【図２】熱防護装置２１の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の熱防護装置２１ａの分解斜視図である。
【図４】従来技術のエンジン１の断面図である。
【図５】第２の従来技術のインシュレータ６ａの斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
２１、２１ａ  熱防護装置
２２  エンジン
２３  シリンダヘッド
２４  シリンダブロック
２５  排気ポート孔
２６  エキマニガスケット
２７  エキマニ
２８  ヒートインシュレータ
２９  取付部材
３１、３１ａ  連結片
３２  ホック部材
３３  雄型部品
３４  雌型部品
３５  ロア部材
３５ａ、３６ａ  フランジ部
３６  アッパ部材
３７  ボルト
３９  締結部
４０  シリンダヘッドカバー
４０ａ  ゴムシール
４１  隙間
【図１】
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【図２】
2006188975.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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